Messen in 3-D

Bei vielen optischen Komponenten – etwa in Autoscheinwerfern, Optiken für Beamer oder Fotoapparaten – handelt es sich heute nicht mehr um sphärische Linsen, sondern um Freiformgeometrien“, sagt Dr. Gunther Notni vom IOF. „Freiformgeometrien sind nicht mehr rotationssymmetrisch, sondern beliebig geformte Flächen.

Das macht sie teuer in der Herstellung, außerdem können die Linsen und Spiegel mit herkömmlichen Verfahren bisher nur unzureichend geprüft werden. Bisher dauerte das Vermessen der ashpärischen Linsen mit hochpräzisen Koordinatenmessmaschinen über eine Stunde.“ Für die Carl Zeiss Jena GmbH war dies ein Grund, zusammen mit den Fraunhofer-Forschern und dem mittelständischen Unternehmen IVB GmbH ein neues Messverfahren für die teuren Linsen zu entwickeln.

LensShape ist das Ergebnis aus der erfolgreichen Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft in den Optischen Technologien. Unter dem Motto „Erfolg durch Kooperation – schneller von der Idee zum Produkt“ hat die Fraunhofer Gesellschaft bisher deutschlandweit elf Innovationscluster ins Leben gerufen. Eines davon ist das Cluster Optische Technologien JOIN in Jena.

Mit dem optischen 3-D-Scan-System konnten die Wissenschaftler die Geschwindigkeit deutlich erhöhen: Eine Messung dauert nur noch 15 Minuten. Weitere Vorteile: Da kein Taster die Oberfläche berührt, werden Kratzer vermieden und der Bearbeitungsprozess lässt sich sofort mit Hilfe der gewonnenen Daten korrigieren.

„Wir projizieren dazu mit einem digitalen Projektor Streifen auf die Freiform, die mit einer CCD-Kamera aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden, und werten die Verformungen mit einem speziellen mathematischen Verfahren am PC aus. Dabei lassen sich die Abweichungen im Bereich eines Mikrometers gegenüber den Sollwerten schnell und einfach feststellen.

Das besondere am neuen Verfahren ist, dass die gewonnen Daten außerdem für den anschließenden Schleifvorgang genutzt werden können. Damit ist der Korrekturkreis geschlossen“, erläutert Notni die Vorzüge des Verfahrens.

Doch nicht nur die Hersteller von Autoscheinwerfern und Beamer-Linsen werden schon bald von dem neuen Prüfverfahren profitieren. „Während die Carl Zeiss GmbH die Messvariante bis 300 Millimeter benötigt, können wir auch kleinere Optiken bis sogar unter 10 Millimeter vermessen“, erklärt Notni die Möglichkeiten, die die Messmethode bietet.

Derzeit testet ein weiterer namhafter Optikhersteller die Technologie für die Vermessung von besonders kleinen Optiken für die Lichtauskopplung von LEDs. Das neue Verfahren wird seit einigen Monaten von der IVB GmbH vertrieben.

Ansprechpartner:
Dr. Gunther Notni
Telefon 03641 807-217
Fax 03641 807-602
gunther.notni@iof.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für
Angewandte Optik und
Feinmechanik IOF
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